چگونه از تغییر شکل ماشینکاری قطعات پرینت سه بعدی فلزی جلوگیری کنیم؟

一، فاز طراحی: بهینه سازی توپولوژی با استفاده از شبیه سازی تنش
1. شبیه سازی توزیع تنش و بازسازی سازه
شرکتی که پره های توربین را برای صنعت هوافضا می سازد از نرم افزار Simufact Additive برای اجرای شبیه سازی کوپلینگ مکانیکی حرارتی استفاده کرد. آنها مشاهده کردند که طرح های معمولی تمرکز تنش را در ناحیه انتقال ریشه تیغه نشان می دهند. تغییر زاویه سمت راست به انتقال گوشه گرد با شعاع 5 میلی متر و پر کردن ناحیه ای که تنش ندارد با ساختار مشبک، اوج تنش را از 420 مگا پاسکال به 280 مگا پاسکال و تغییر شکل چاپ را تا 62 درصد کاهش داد. این سناریو نشان می‌دهد که بهینه‌سازی توپولوژی مبتنی بر شبیه‌سازی می‌تواند نقطه‌های{7}}تنش بالا را از قبل پیدا کند و حتی با تغییر ساختار، توزیع تنش را انجام دهد.
2. طراحی هوشمند سازه هایی که پایدار هستند
فرمول های تجربی در طراحی پشتیبان سنتی استفاده می شود که به راحتی می تواند باعث ایجاد گرما در یک منطقه شود. نرم افزار VoxelDance Engineering Manga Technology از فناوری جبران تغییر شکل اسکن برای ایجاد خودکار ساختارهای پشتیبانی متناسب با اشکال قطعات استفاده می کند. این روش هنگام چاپ دستگیره های مفصل مصنوعی در یک شرکت تجهیزات پزشکی، تراکم توزیع پشتیبانی را بهبود می بخشد. عمق آسیب سطح ناشی از برداشتن تکیه گاه پس از تف جوشی را از 0.3 میلی متر به 0.05 میلی متر کاهش می دهد و مقدار مواد پشتیبانی مورد نیاز را تا 30 درصد کاهش می دهد.
3. ساخت مدلی برای جبران تغییر شکل قبل از-
برای بدنه‌های دریچه‌های هیدرولیک هوانوردی که نیاز به دقت 0.02 ± میلی‌متر دارند، شرکت فناوری پلاتینیوم از یک فرآیند حلقه بسته- به نام «غرامت اسکن چاپ» استفاده می‌کند. در این فرآیند، مدل اصلی با فولاد ضد زنگ 316 لیتری چاپ می‌شود و اسکنر سه بعدی ATOS داده‌های تغییر شکل واقعی را دریافت می‌کند. سپس از این داده ها برای ایجاد یک مدل قبل{6} معکوس در نرم افزار مجیکس استفاده می شود. پس از دو دور اصلاح، تحمل ابعادی ضروری قطعات از 0.15 ± میلی متر به 0.03 ± میلی متر رسید، که استانداردهای هوانوردی به آن نیاز دارند.
2، مرحله فرآیند: کنترل مشترک پارامترهای متعدد
1. تغییر تنظیمات لیزر در حال پرواز
تجهیزات Huashu High Tech FS200M به طور پویا قدرت لیزر و سرعت اسکن را در حین چاپ محفظه احتراق یک موتور خاص با توجه به میدان دمای حوضچه مذاب در زمان واقعی تغییر داد. در ناحیه ضخامت دیوار 3 میلی متر از پارامتر 800W/1200mm/s و در ناحیه ضخامت دیوار 0.8mm از پارامتر 600W/800mm/s استفاده شد. این تنظیم پارامتر پارتیشن حرارت ورودی را در بخش‌های دیوار نازک تا 40% و تنش پسماند را تا 55% کاهش می‌دهد. همچنین مشکل تغییر شکل تف جوشی در ساختار 0.5 میلی متری کنسول را برطرف می کند.
2. بهبود روش تخمگذار پودر
تجهیزات EOS M 400{4}}4 از فناوری پخش پودر تطبیقی ​​برای مقابله با تأثیر ضخامت لایه پودر بر تغییر شکل استفاده می کند. ضخامت لایه را در 40 میکرومتر در ناحیه پشتیبانی نگه می‌دارد و آن را به صورت دینامیکی به 25 میکرومتر در سطح{6} فرم آزاد تغییر می‌دهد. داده‌های آزمایشی نشان می‌دهد که این رویکرد ناهماهنگی بین لایه‌های قطعات دیواره نازک را از 0.12 میلی‌متر به 0.03 میلی‌متر کاهش می‌دهد و مقدار Ra زبری سطح را از 12.5 میکرومتر به 6.3 میکرومتر افزایش می‌دهد.
3. کنترل جو از طریق گاز بی اثر
دستگاه Platinum BLT-S800 هنگام چاپ ایمپلنت های ارتوپدی آلیاژ تیتانیوم، سطح هوا و رطوبت را بسیار پایین نگه می دارد (کمتر از 10٪ RH و 50ppm). این کار با استفاده از یک سیستم کنترل حلقه بسته انجام می شود. آزمایش‌هایی که محیط‌های مختلف را با هم مقایسه می‌کنند نشان داده‌اند که این یکی می‌تواند نرخ اکسیداسیون پودر را از 0.8٪ به 0.15٪ کاهش دهد. این مشکل لایه های اکسیدی را حل می کند که اتصال لایه ها را سخت می کند و قطعات را 18 درصد قوی تر می کند.
3، مرحله پردازش پست{1}} زمانی است که نقص ها برطرف شده و عملکرد بهبود می یابد.
1. پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) درمان چگالش
یک تجارت خاص موتورهای هوانوردی از تجهیزات پرس ایزواستاتیک داغ QIH-15 لیتری برای کار بر روی قطعات آلیاژی با دمای بالا Inconel 718 استفاده می‌کرد. نگه داشتن قطعات در دمای 1200 درجه / 150 مگاپاسکال به مدت 4 ساعت باعث چگالی بیشتر (از 99.2٪ تا 99.98٪) و کمتر متخلخل (از 0.3٪ به 0.002٪) شد. عمر خستگی قطعات فرآوری شده سه برابر بیشتر است و عیوب میکروکراک که در طی فرآیند زینترینگ ایجاد شده اند کاملاً از بین رفته اند.
2. فرآیند عملیات حرارتی گرادیان
برای بدنه شیرهای هیدرولیک فولاد ضد زنگ 316 لیتری، یک فرآیند عملیات حرارتی سه مرحله ای- ایجاد کنید: بازپخت تنش زدایی در دمای 550 درجه به مدت 2 ساعت، تیمار محلول در دمای 1050 درجه به مدت 1 ساعت، و عملیات پیری در دمای 480 درجه به مدت 4 ساعت. این روش قطعات را سخت‌تر می‌کند و از 180HV به 280HV می‌رسد و تنش پسماند را کاهش می‌دهد و از 320MPa به 80MPa می‌رسد. با این کار مشکل برگشت ابعادی پس از ماشین کاری برطرف می شود.
3. فناوری برای حذف پشتیبانی هوشمند
در تجهیزات DMG MORI LASERTEC 65 3D، یک مرکز ماشینکاری پیوندی پنج محوره برای برداشتن ساپورت استفاده می‌شود: نیروی برش در زمان واقعی از طریق سیستم کنترل نیرو نظارت می‌شود و نرخ تغذیه به‌طور خودکار تنظیم می‌شود. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این فناوری حذف تکیه‌گاه را تا 40 درصد آسان‌تر می‌کند و عمق آسیب سطح را تا 0.02 میلی‌متر نگه می‌دارد، که این همان چیزی است که قطعات هوانوردی به آن نیاز دارند تا سالم بمانند.